專利名稱：：燃?xì)忮仩t的燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種燃?xì)忮仩t的燃燒裝置，并且尤其涉及一種這樣的燃?xì)忮仩t的燃燒裝置，其能夠提高燃燒器的調(diào)節(jié)比，并且能夠防止廢氣中氧濃度在低輸出區(qū)的突然增加，從而保持高效率。
背景技術(shù)：
：通常，在燃?xì)忮仩t中設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)比(TDR)。該TDR表示在能夠控制供給燃?xì)饬康臍怏w燃燒裝置中，最大燃?xì)庀牧颗c最小燃?xì)庀牧康谋嚷?。例如，?dāng)最大燃?xì)庀牧渴?4，000kcal/h，而最小燃?xì)庀牧繛?,000kcal/h時(shí)，該TDR為3:1。該TDR受能夠維持可控的穩(wěn)定火焰的最小燃?xì)庀牧克拗?。在燃?xì)忮仩t中，根據(jù)TDR的增加，加熱設(shè)施和熱水使用的便利性也被提高。也就是說，當(dāng)燃燒器運(yùn)行在小TDR的區(qū)域時(shí)(即最小燃?xì)庀牧扛叩那闆r下)，并且加熱和熱水的負(fù)荷小時(shí)，鍋爐的開/關(guān)狀態(tài)頻繁地發(fā)生，這會增加溫度控制的變化并且減少鍋爐的耐久性。因此，已經(jīng)提出一種提高應(yīng)用于燃?xì)忮仩t的燃燒器的TDR的方法。圖l是示出了燃?xì)庀牧亢凸┙o燃?xì)鈮毫χg關(guān)系的圖表，圖2是示出了傳統(tǒng)燃燒裝置的示意圖，圖3是示出了氧濃度和露點(diǎn)溫度之間關(guān)系的圖表。傳統(tǒng)的燃燒裝置的問題將結(jié)合圖1到3進(jìn)行描述。如圖l所示，限制燃?xì)馊紵鞯腡DR的基本因素包括燃?xì)庀牧?Q)和燃?xì)夤┙o壓力(P)之間的關(guān)系。通常，流體壓力和流速之間的關(guān)系定義如下。g=W也就是說，為了兩倍增加流體的流速，該供給壓力應(yīng)該四倍提升。因此，為了設(shè)定TDR為3:1,供給壓力應(yīng)該為9:l的比率。進(jìn)一步，為了設(shè)定TDR為10:1,供給壓力應(yīng)該為100:l的比率。然而，不可能無限制地增加燃?xì)獾墓┙o壓力。通常，用于家庭的城巿燃?xì)獾臉?biāo)準(zhǔn)氣體供給壓力為200mmH2O，具有+50和-100mmH2O的允許的偏差。因此，考慮該允許偏差，優(yōu)選設(shè)定最大氣體壓力為100mmH2O或者更低，i器的穩(wěn)定燃燒。而且，用于比例控制供給燃?xì)饬康臍忾}(即調(diào)節(jié)器)僅在預(yù)定壓力之上能夠執(zhí)行最低的燃?xì)饬靠刂?。雖然最小燃?xì)饬康目刂品秶Q于氣閥的特性，但是優(yōu)選地，用于比例控制的氣閥在10mmH2O或者更高的壓力下使用?？紤]到上述情況，當(dāng)燃?xì)鈮毫υ?0到100mmH2O的范圍內(nèi)變化時(shí)，該TDR大約為3.15:1。因此，僅僅通過改變?nèi)細(xì)鈮毫?，該TDR限制為大約3:1。為了解決上述問題，已經(jīng)提出了一種方法，該方法中燃燒器被分成幾個(gè)區(qū)域，用于噴射燃?xì)獾矫總€(gè)分割區(qū)域的燃?xì)馔ǖ来蜷_和關(guān)閉，以增加燃?xì)馊紵鞯腡DR,如圖2所示。在圖2所示的燃燒裝置中，燃燒器20的區(qū)域以4:6的比率分為一級區(qū)域21和二級區(qū)域22，閥31和32安裝在每個(gè)分隔區(qū)域的燃?xì)馔ǖ郎稀Ｈ缓?，可能獲得如下面表1所列的比例控制區(qū)域。在表l中，假設(shè)在燃燒器中的每個(gè)分開區(qū)域的TDR為3:1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>也就是說，當(dāng)最大量為100%時(shí)，有可能實(shí)現(xiàn)在13%到100%范圍內(nèi)的比例控制，因此，可能獲得大約7.7比1的TDR。然而，當(dāng)具有上述構(gòu)件的燃燒裝置應(yīng)用于冷凝式鍋爐時(shí)，會產(chǎn)生下面問題。冷凝式鍋爐將包含在廢氣中的蒸汽凝結(jié)，然后通過換熱器收集冷凝蒸汽的潛熱，從而增加燃?xì)忮仩t的效率。因此，廢氣的露點(diǎn)溫度越高，蒸汽越容易凝結(jié)，因此鍋爐的效率越高。然而，包括在廢氣中的蒸汽的體積比例(％)越高，廢氣的露點(diǎn)溫度越高。此外，為了增加蒸汽的體積比例，包括在廢氣中的過剩空氣的量(即沒有參與在廢氣的H20+C02+02+N2成分之間的燃燒反應(yīng)的氧氣和氮?dú)?要求盡可能少。然而，如圖3所示，如果在廢氣中的氧氣濃度增加(即，如果過?？諝饬吭黾?，該露點(diǎn)溫度迅速下降，從而降低了冷凝式鍋爐的效率。因此，在燃燒器的區(qū)域劃分為一級區(qū)域21和二級區(qū)域22的情況下，如圖2所示，即使燃燒僅僅發(fā)生在一級區(qū)域21中，鼓風(fēng)機(jī)10恰好也將空氣供給到燃燒器20的二級區(qū)域22中。結(jié)果，廢氣中氧氣的濃度變得非常高。因此，在將圖2的燃燒裝置應(yīng)用于冷凝式鍋爐的情況下，不可能實(shí)現(xiàn)在低輸出區(qū)域(即，在燃燒僅僅發(fā)生在一級區(qū)域或者僅僅在二級區(qū)域的情況下)的高效率。沒有在上面描述的附圖標(biāo)記33和34分別表示比例控制閥和電磁閥。
發(fā)明內(nèi)容在考慮到上述問題后而提出本發(fā)明，本發(fā)明提供了一種燃?xì)忮仩t的燃燒裝置，其具有提高燃燒器的TDR的結(jié)構(gòu)，并且能夠防止廢氣的氧濃度在低輸出區(qū)的增大，從而增加燃?xì)忮仩t的效率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種燃?xì)忮仩t的燃燒裝置，其包括鼓風(fēng)機(jī)，用于供給燃燒所需的空氣；比例控制閥，用于控制燃?xì)獾墓┙o流速；噴嘴部件，其連接到比例控制閥，該噴嘴部件根據(jù)輔助閥打開和關(guān)閉來供給燃?xì)獠ǘ鄠€(gè)彼此并聯(lián)的噴嘴；混合室，用于混合從空氣鼓風(fēng)機(jī)供給的空氣和通過噴嘴部件的燃?xì)?，然后將混合的空氣和燃?xì)夤┙o到燃燒器表面；和控制器，其根據(jù)比例控制閥和輔助閥的打開和關(guān)閉來控制鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，以便僅僅供給與燃燒所需一樣多的空氣量。優(yōu)選的，噴嘴部件包括燃?xì)馔ㄟ^的、具有不同直徑部分的多個(gè)噴嘴。優(yōu)選的，混合室包括設(shè)置在其中的配風(fēng)板。通過噴嘴部件的燃?xì)庖牍娘L(fēng)機(jī)的入口，然后與空氣混合。通過根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)忮仩t的燃燒裝置，有可能提高燃燒器的TDR并預(yù)先混合燃?xì)夂涂諝?，從而防止過?？諝獾墓┙o以及防止廢氣的氧濃度在低輸出區(qū)域中的增大，這樣可增加燃?xì)忮仩t的效率。本發(fā)明的上述和其他目的，特征和優(yōu)點(diǎn)將從結(jié)合附圖的下面描述中變得明顯，其中圖l是在消耗燃?xì)饬亢腿細(xì)夤?yīng)壓力之間關(guān)系的圖表；圖2是示出了傳統(tǒng)燃燒裝置的示意透視圖3是氧濃度和露點(diǎn)溫度之間關(guān)系的圖表；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃燒裝置的示意圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的燃燒裝置的示意圖。具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的示例的實(shí)施例。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃燒裝置的示意圖。本發(fā)明提供了一種燃燒裝置的結(jié)構(gòu)，其能夠提高燃燒器的TDR并且能夠減少剩余空氣，以便在低輸出區(qū)域中保持高效率。根據(jù)本發(fā)明的燃燒裝置結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子將結(jié)合圖4進(jìn)行描述。該燃燒裝置包括供給燃燒所需空氣的鼓風(fēng)機(jī)110;調(diào)節(jié)燃?xì)獾墓┙o流速的比例控制閥153;噴嘴部件140,其連接到比例控制閥153上，并且根據(jù)輔助閥151和152的開閉來供給燃?xì)?，并包括多個(gè)彼此并聯(lián)的噴嘴141和142;混合室120，其混合從鼓風(fēng)機(jī)110供給的空氣與通過噴嘴部件140的燃?xì)?，然后將混合的空氣和燃?xì)夤┙o到燃燒器表面130;和控制器(未示出)，其根據(jù)比例控制閥153和輔助閥151和152的開閉來控制鼓風(fēng)機(jī)110的轉(zhuǎn)數(shù)，以便僅僅供給燃燒所必需的空氣量。圖4所示結(jié)構(gòu)的燃燒器包括混合室120，其對應(yīng)于預(yù)混燃燒器的燃燒構(gòu)件。該預(yù)混燃燒器噴射已經(jīng)預(yù)先混合的、用于完全燃燒的空氣和燃?xì)獾饺紵鞅砻?30上，以便燃燒器能夠燃燒混合的空氣和燃?xì)?。該預(yù)混燃燒器能夠?qū)崿F(xiàn)在比Bunsen燃燒器的過剩氣體比更低的情況下的燃燒，并且因此能夠提高露點(diǎn)溫度。因此，該預(yù)混燃燒器被廣泛應(yīng)用，特別在冷凝式鍋爐中。該比例控制閥153控制比例控制燃燒系統(tǒng)153中燃?xì)獾墓┙o流速，以基于需要的燃燒器的功率，在可控的空氣量和燃料量下燃燒。主閥154安裝在比例控制閥153的進(jìn)氣口側(cè)上。該主閥154，其相當(dāng)于開/閉闊，通過開/閉操作來供給燃?xì)?。根?jù)本實(shí)施例，噴嘴部件140包括第一噴嘴141和第二噴嘴142。第一噴嘴141和第二噴嘴142可具有相同的直徑，但是優(yōu)選第一噴嘴141和第二噴嘴142具有不同的直徑，例如4:6的比率，以便增加TDR。雖然在圖4中僅僅示出了第一噴嘴141和第二噴嘴142,還可設(shè)置第三噴嘴和第四噴嘴以進(jìn)一步增大TDR。第一輔助閥151，其相當(dāng)于用于打開或者關(guān)閉燃?xì)夤┙o通道到第一噴嘴141的開/閉閥，安裝在第一噴嘴141的氣體流入側(cè)，具有與第一輔助閥151起相同作用的第二輔助閥152安裝在第二噴嘴142的氣體流入側(cè)。混合室120,相當(dāng)于空氣和燃?xì)饣旌系目臻g，連接到供給空氣的鼓風(fēng)機(jī)110和供給燃?xì)獾膰娮觳考?40。而且，配風(fēng)板121安裝在混合室120的內(nèi)部，以阻止空氣和燃?xì)庵苯酉蛏弦苿拥饺紵鞅砻?30上，從而使得空氣和燃?xì)馄椒€(wěn)的混合。通常的預(yù)混燃燒器表面能夠用作燃燒器表面130。例如，可采用金屬纖維，陶瓷或者不銹鋼蜂窩板等。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的燃燒裝置的示意圖。本實(shí)施例的燃燒裝置和圖4的燃燒裝置之間的僅有的不同在于空氣和燃?xì)饣旌系奈恢?。也就是說，構(gòu)造一個(gè)管路使得通過噴嘴部件140的燃?xì)庖牍娘L(fēng)機(jī)110的進(jìn)口111中，然后與空氣混合。述結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的燃燒裝置的運(yùn)行過程。假定第一噴嘴141和第二噴嘴142直徑的比率是4:6,并且通過氣體壓力控制的TDR是3:1。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>當(dāng)力口熱和熱7^的負(fù)載較小時(shí)，第一噴嘴141的輔助閥151打開并且第二嘴142的第二輔助閥152關(guān)閉。在這種情況下，由比例控制閥153控制的燃?xì)饬烤哂性谧畲笾?0%和最小值13%之間的一個(gè)值。在這種情況下,根據(jù)比例控制閥153和輔助閥151和142的開閉，控制器控制鼓風(fēng)機(jī)110的轉(zhuǎn)數(shù)，以便僅僅供給燃燒所必需的空氣量。供給的燃?xì)夂涂諝庠诨旌鲜?20中混合，然后在燃燒器表面130的整個(gè)區(qū)域中燃燒。因此，由于過?？諝夤┙o到低負(fù)荷區(qū)域，有可能防止如現(xiàn)有技術(shù)中僅僅在燃燒器表面的局部區(qū)域的燃燒而引起的露點(diǎn)溫度下降。當(dāng)加熱和熱水的負(fù)荷具有中間值時(shí)，第一噴嘴141的第一輔助閥151關(guān)閉并且第二噴嘴142的第二輔助閥152打開。在這種情況下，由比例控制閥153控制的燃?xì)饬烤哂性谧畲笾?0%和最小值20%之間的一個(gè)值。當(dāng)加熱和熱水的負(fù)荷較大時(shí)，第一噴嘴141的第一輔助閥151和第二噴嘴142的第二輔助閥152打開。在這種情況下，由比例控制閥153控制的燃?xì)饬烤哂性谧畲笾?00%和最小值33%之間的一個(gè)值。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)最大燃?xì)饬渴?00%時(shí)，比例控制可實(shí)現(xiàn)在從13%到100%的范圍內(nèi)。因此，如現(xiàn)有技術(shù)中一樣，有可能保持大致7.7:1的TDR,并且防止露點(diǎn)溫度的下降，從而使得可以高效率地驅(qū)動冷凝式鍋爐。根據(jù)本發(fā)明，還可能增加噴管部分的噴管數(shù)目到3或4個(gè)，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比，進(jìn)一步增加TDR,而不會降低露點(diǎn)溫度。通過根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)忮仩t的燃燒裝置，可能在低輸出區(qū)域防止廢氣氧濃度的進(jìn)一步增加，從而改善燃?xì)忮仩t的效率。雖然為了解釋目的已經(jīng)描述了本發(fā)明的幾個(gè)示例的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，各種的修改、增加和替換是可能的，而不會脫離在附加的權(quán)利要求公開的本發(fā)明的范圍和精神之外。權(quán)利要求1.一種燃?xì)忮仩t的燃燒裝置，其包括鼓風(fēng)機(jī)，其用于供給燃燒所需的空氣；比例控制閥，其用于控制燃?xì)獾墓┙o流速；噴嘴部件，其連接到比例控制閥，所述噴嘴部件根據(jù)輔助閥的打開和關(guān)閉來提供燃?xì)獠⑶野ǘ鄠€(gè)彼此并聯(lián)的噴嘴；混合室，其用于混合從鼓風(fēng)機(jī)供給的空氣和通過噴嘴部件的燃?xì)?，然后將混合的空氣和燃?xì)夤┙o到燃燒器表面；和控制器，其根據(jù)比例控制閥和輔助閥的打開和關(guān)閉來控制鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，以便僅僅供給與燃燒所需一樣多的空氣量。2.如權(quán)利要求l所述的燃燒裝置，其中，該噴嘴部件包括燃?xì)馔ㄟ^的、具有不同直徑部分的多個(gè)噴嘴。3.如權(quán)利要求1所述的燃燒裝置，其中，該混合室包括設(shè)置在其中的配風(fēng)4.如權(quán)利要求l到3任一項(xiàng)所述的燃燒裝置，其中，通過該噴嘴部件的燃?xì)獗灰朐摴娘L(fēng)機(jī)的入口，然后與空氣混合。全文摘要公開了一種燃?xì)忮仩t的燃燒裝置。燃?xì)忮仩t的燃燒裝置包括提高燃燒器的TDR的結(jié)構(gòu)，并且能夠防止廢氣的氧濃度在低輸出區(qū)的迅速增大，從而增加燃?xì)忮仩t的效率。該燃燒裝置包括供給燃燒所需空氣的鼓風(fēng)機(jī)；控制燃?xì)夤┙o流速的比例控制閥；連接到比例控制閥的噴嘴部件，該噴嘴部件根據(jù)輔助閥打開和關(guān)閉供給燃?xì)獠ǘ鄠€(gè)彼此并聯(lián)的噴嘴；混合室，其用于混合從鼓風(fēng)機(jī)供給的空氣和通過噴嘴部件的燃?xì)?，然后將混合空氣和燃?xì)夤┙o到燃燒器表面；和控制器，其根據(jù)比例控制閥和輔助閥的打開和關(guān)閉控制鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，以便僅僅供給與燃燒所需一樣多的空氣量。文檔編號F23D14/60GK101553692SQ200780043934公開日2009年10月7日申請日期2007年4月26日優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日發(fā)明者金容范申請人:(株)慶東Navien